废热回收发电装置及具备该装置的船舶制造方法及图纸

一种废热回收发电装置，具备：使沸点比水高的热介质与内燃机的废热进行热交换而进行热回收的废热回收器（1、5）；使热介质与有机流体进行热交换而使有机流体蒸发的蒸发器（60）；通过利用蒸发器（60）蒸发了的有机流体进行驱动的动力涡轮（62）；利用动力涡轮（62）的旋转输出进行发电的发电机（68）；利用通过了动力涡轮（62）的有机流体对流入蒸发器的有机流体进行预热的预热器（64）；及使有机流体冷凝的冷凝器（66）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及回收内燃机的废热而进行发电的废热回收发电装置及具备该装置的船舶。
技术介绍
一直以来，提出了回收内燃机的废气等的废热而进行发电的各种技术。在下述专利文献I中公开了一种将来自柴油发电机的废热作为热源的利用有机朗肯循环(OrganicRankine Cycle)进行发电的废热回收发电装置。在先技术文献专利文献专利文献I日本技术注册第3044386号公报
技术实现思路
然而，在上述专利文献I中，使用水作为从柴油发动机的废气进行热回收时的热介质。在将水作为热介质时，若柴油发动机的废气成为高温(例如250°C以上)，则水或水蒸气的压力成为高压。因此，需要使水循环路径为高压规格，到目前为止成为高价的系统。本专利技术鉴于这种情况而作出，其目的在于提供一种即使在来自内燃机的废热温度成为高温的情况下也能够不会导入高压规格的热介质路径地进行废热回收的废热回收发电装置及具备该装置的船舶。为了解决上述课题，本专利技术的废热回收发电装置及具备该装置的船舶采用以下的>J-U ρ α装直。即，本专利技术的第一形态的废热回收发电装置具备使沸点比水高的热介质与内燃机的废热进行热交换而进行热回收的废热回收器；使所述热介质与有机流体进行热交换而使该有机流体蒸发的蒸发器；通过利用该蒸发器蒸发了的所述有机流体进行驱动的涡轮；利用该涡轮的旋转输出进行发电的发电机；及使通过了涡轮的所述有机流体冷凝的冷凝器。有机流体进行在利用蒸发器蒸发之后在涡轮进行膨胀并利用冷凝器进行冷凝的循环、即有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle)。在本专利技术中，在进行有机朗肯循环时，内燃机的废热由沸点比水高的热介质进行热回收，然后利用该热介质使有机流体蒸发。如此，不是利用水对内燃机的废热进行热回收，而是使用沸点比水高的热介质进行废热回收，因此即使内燃机的废热成为高温(例如250°C以上)也不会像水那样压力升高。因此，无需将热介质路径形成为高压规格，而能够廉价地构成。作为内燃机，典型地列举有船用柴油发动机(主机)。但是，并不局限于船用，例如也可以是在发电等中使用的陆地用的内燃机。 作为内燃机的废热，典型地使用废气。另外，可以使用来自对设置于内燃机的增压器的压缩空气进行冷却的空气冷却器的废热、在水冷式的内燃机的情况下使用发动机冷却水的废热。需要说明的是，这些废气、空气冷却器及发动机冷却水的废热可以分别单独使用，也可以如使用废气和空气冷却器这样适当组合使用。作为沸点比水高的热介质，优选热介质油，具体而言，使用从松村石油株式会社能够获得的合成系高沸点高温度用热介质油即K一 > >寸一 ^ (BARREL THERM，注册商标)。例如，八一寸一 A 400的沸点为390 。另外，优选在蒸发器的上游侧设置对有机流体进行预热的预热器。在本专利技术的第一形态的废热回收发电装置中，优选的是，所述废热回收器具备从由所述内燃机排出的废气进行热回收的第一废热回收器；从对设置于所述内燃机的增压器的压缩空气进行冷却的空气冷却器进行热回收的第二废热回收器、及/或从对所述内燃机进行冷却的发动机冷却水进行热回收的第三废热回收器。·具备从废气进行热回收的第一废热回收器、从增压器的空气冷却器进行热回收的第二废热回收器、及/或从对内燃机进行冷却的发动机冷却水进行热回收的第三废热回收器。由此，能够从内燃机回收较多的废热，能够提高发电效率。此外，在本专利技术的第一形态的废热回收发电装置中，优选的是，能够切换由所述废热回收器进行热回收的时刻。由于能够切换废热回收器进行热回收的时刻，因此能够根据内燃机的运转状态、电力需要等来决定是否需要废热回收。由此，能够构筑高灵活性的发电系统。此外，在本专利技术的第一形态的废热回收发电装置中，优选的是，所述蒸发器、所述涡轮、所述发电机及所述冷凝器收纳在同一壳体内。通过将蒸发器、涡轮、发电机及冷凝器收纳在同一壳体内，而能够紧凑地构成废热回收发电装置。另外，即便假设热介质、有机流体漏出的情况下，也能够在壳体内阻止热介质、有机流体的流出，因此能够提供一种高安全性的废热回收发电装置。另外，本专利技术的第二形态的船舶具备上述的废热回收发电装置。由于具备上述的任一个废热回收发电装置，因此能够提供一种可有效地进行废热回收的高节能性的船舶。专利技术效果根据本专利技术，使用沸点比水高的热介质进行废热回收，因此即便内燃机的废热成为高温，也不会像水那样压力升高。因此，无需将热介质路径形成为高压规格，而能够廉价地构成废热回收发电装置。附图说明图I是简要表示本专利技术的一实施方式的废热回收发电装置的流体路径的图。图2是表示本专利技术的一实施方式的废热回收发电装置的主要部分的配置的立体图。图3是表示图I的变形例的图。图4是表示图I的另一变形例的图。图5是表示图I的第二废热回收器周边的变形例的图。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的一实施方式。图I简要表示本实施方式的废热回收发电装置的流体路径。在本实施方式中，说明将废热回收装置10设置作为船舶的推进用主机(柴油发动机)的废热回收的结构。废热回收装置10具备作为从由柴油发动机排出的废气进行热回收的废气节约装置的第一废热回收器I ;从设置于柴油发动机的增压器的空气冷却器3进行热回收的第二废热回收器5 ;从这些废热回收器1、5接受废热的热介质进行循环的热介质路径7 ;及从热介质路径7的热介质接受热量且构成有机朗肯循环(Org anic Rankine Cycle)的有机流体路径9。在从柴油发动机排出的废气所流过的烟道13设置抽气配管15。从该抽气配 管15抽出的废气向废热回收发电装置10的废气导入配管17流入。在废气导入配管17设置第一废气控制阀18。由废气导入配管17引导的废气向第一废热回收器I供给。向第一废热回收器I供给的废气温度例如约为230°C。在第一废热回收器I连接有废气排出配管19。在废气排出配管19设置有第二废气控制阀20。利用第一废热回收器I进行热交换后的废气温度例如约为150°C。热交换后的废气通过废气排出配管19，经由与烟道13连接的废气送回配管21而向烟道13返回之后，从烟囱23向大气排出。在废气导入配管17与废气排出配管19之间设有具备废气旁通控制阀27的废气旁通配管25。通过控制第一废气控制阀18、第二废气控制阀20及废气旁通控制阀27的各开度，来控制利用第一废热回收器I进行热回收的热量。具体而言，利用未图示的传感器检测向第一废热回收器I进入或从第一废热回收器I排出的废气的温度、压力、流量等，以成为所希望的热回收量的方式控制各控制阀18、20、27的开度。另外，在未利用第一废热回收器I进行热回收时，关闭第一废气控制阀18及第二废气控制阀20，并打开废气旁通控制阀27，由此使向第一废热回收器I的废气供给停止。设置在柴油发动机的增压器上的空气冷却器3为了将由增压器压缩后的空气的压缩热除去而使用。在该空气冷却器3内，从低温度侧依次(在图I中从下方)设有在内部流过冷却水的第一传热管34和在内部流过冷却水的第二传热管36。作为向第一传热管34及第二传热管36引导的冷却水，使用在船内的冷却系统中使用的清水或海水。从增压器向空气冷却器3供给的空气温度例如约为170°C，在空气冷却器3结束了热交换后的空气温度例如约为30°C。在第二传热管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.21 JP 2010-0113191.一种废热回收发电装置，其具备 使沸点比水高的热介质与内燃机的废热进行热交换而进行热回收的废热回收器； 使所述热介质与有机流体进行热交换而使该有机流体蒸发的蒸发器； 通过利用该蒸发器蒸发了的所述有机流体进行驱动的涡轮； 利用该涡轮的旋转输出进行发电的发电机；及 使通过了涡轮的所述有机流体冷凝的冷凝器。2.根据权利要求I所述的废热回收发电装置，其中， 所述废热回收器具备 从由...

【专利技术属性】
技术研发人员：川见雅幸，市来芳弘，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：